Problematiche riguardanti gli effetti del cedimento indotto dallo scavo di gallerie metropolitane su fabbricati in muratura : il caso studio dell'edificio Industria ad Amsterdam

Presentazione

Prefazione

PARTE I - Il contesto

Premessa

1.Olanda: tra terra e mare

1.1 Il territorio e l'acqua

1.2 L'arte del mattone

1.3 Il problema del traffico

2.Amsterdam e la Piazza Dam, ambito di indagine

2.1 Introduzione

2.2 Accenni storici

2.3 Costruire sull'acqua

2.4 Arrivo ad Amsterdam

2.5 Dalla Stazione Centrale all'lndustrieele

3.La North/South Line

3.1 Perché una nuova linea della metro

3.2 LaNoord/Zuidlijn

3.3 Le tecniche costruttive

3.4 II monitoraggio

PARTE II - Gli strumenti

Premessa

4.II rilievo. Utilizzo di ARCHIS

4.1 Introduzione

4.2 Approccio al rilievo fotogrammetrico

4.3 Il rilievo fotografico

4.4 ARCHIS

5.Meccanica dei materiali e della frattura

5.1 Resistenza, Duttilità, Energia di Frattura

5.2 Proprietà dei materiali

5.2.1 La muratura

5.2.2 Il calcestruzzo

5.2.3 Il legno

5.3 I fondamenti della Meccanica della. Frattura

5.3.1 Premesse

5.3.2 Criterio energetico di Griffith

5.3.3 Metodo di Westergaard

5.3.4 Modo II e Modi misti

5.3.5 Relazione tra GIC e KIC

5.3.6 Zona plastica all'estremità di fessura

5.3.7 Effetti dimensionali e transizione duttile-fragile

5.3.8 Modello della fessura coesiva

6. Il Metodo degli Elementi Finiti

6.1 Il Metodo degli Elementi Finiti

6.1.1 Sistema ad un grado di libertà

6.1.2 Principio di minimo dell'Energia Potenziale Totale

6.1.3 Il Metodo di Ritz-Galerkin

6.1.4 Principio dei Lavori Virtuali

6.1.5 Condizioni al contorno di tipo cinematico

6.2 Il Codice DIANA

6.2.1 Fasi del programma

6.2.2 Gli Elementi Finiti più frequenti

6.2.3 Tipi di analisi

6.2.4 I modelli

6.2.5 Ottimizzazione delle soluzioni

PARTE III - La valutazione

Premessa

7.Tecniche empiriche di valutazione del danno

7.1 Introduzione

7.2 Metodi di valutazione

7.3 Movimento del suolo dovuto a scavi

7.4 Classificazione del danneggiamento

7.5 Concetti di deformazione limite a trazione

7.6 Deformazioni in semplici travi rettangolari

7.7 Valutazione del rischio di danneggiamento

8.L'Industrieele Groote Club: modellazione numerica

8.1 Il caso studio dell'lndustrieele

8.2 Analisi geometrica

8.3 Risultati numerici dell'analisi Non-Lineare

8.3.1 Analisi Non-Accoppiata

8.3.2 Analisi Semi-Accoppiata

9.Londra e Torino: diverse tipologie di approccio

9.1 La metropolitana di Londra

9.2 Metodi di valutazione

9.3 Il caso studio del Ritz Hotel

9.4 La Linea 1 della Metropolitana di Torino

9.5 Indagini propedeutiche ed investigative

9.6 Strumenti di analisi

Conclusioni

Bibliografia

Appendici

Appendice A: La Non-Linearità

Appendice B: Tipi di analisi e modelli

Appendice C: Le fondazioni su pali

Appendice D: ARCHIS: applicazione al caso studio

Appendice E: DIANA: applicazione al caso studio

Appendice F: Calcoli numerici sui cedimenti indotti

PARTE I- II contesto

Abrahamse J. E., Oostelijk Havengebied Amsterdam, Rotterdam, Nai Uitgevers, 2003

Amsterdam, Style city, Roma, Contrasto, 2004

Barbieri U., Casciato M., Panzini F., Polano S., Olanda 1870-1940 città, casa, architettura, Milano, Elemond Electa Editrice, 1980

Bereikbaar Amsterdam; een Amsterdamse bouwsteen voor de verstedelijking in het stadsgewest in de periode 2005-2010, Amsterdam, Dienst Ruimtelijke Ordering, 1996

Boulton S., Catling C. (a cura di), Venezia e il Veneto, in "City Book", Milano, Mondadori Electa S.p.a., 2005

Bricker C., De glorie van de cartografie, Amsterdam, Elsevier, 1969 x Brigitte F., Living in Amsterdam, Londra, Thames and Hudson, 1992

Calderini E., Olmo C, Alcuni elementi di approfondimento su funzione e senso: architettura, casa, città: Olanda 1870 - 1940, Torino, Celid, 1979

Catling C, Pascoe R. (a cura di), Amsterdam, in "City Book", Milano, Mondadori Electa S.p.a., 2005

Craig R., Environmental factors define the Groene Hart Tunnel, Proceedings of ITA World Tunnel Congress, 2003

Derwig J., Kloos M., Amsterdam an architectural lesson, Amsterdam, Thoth, 1988

Derwig J., Mattie E., Amsterdam school, Amsterdam, Architectura and Natura, 1991

Dijk B. F. J. van, Kaalberg F. J., 3D-Geotechnical Modelfor the North/South Metroline in Amsterdam, Proceedings of the Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering, Udine, 1998

Enciclopedia dell'Architettura Garzanti, Garzanti Editore, 1996

Europa, in "Enciclopedia Geografica Universale", vol. I, Milano, Federico Motta Editore, 1994

Fanelli G., Architettura edilizia urbanistica. Olanda 1917/1940, Firenze, Francesco Parafava Editore, 1978

Fanelli G., Architettura moderna in Olanda 1900-1940, Firenze, Francesco Parafava Editore, 1968

Gaiani A., Amsterdam. Guide di architettura contemporanea 2, Rimini, Maggiolo Editore, 1997

Heinemeijer W. F., Amsterdam in kaarten; verandering van de stad in vier eewwen cartografie, Ede, Zomer en Keuning, 1987

Industrieele Club, De ìndustrieele Club, Amsterdam Hollandsche Uitgevers Maatschappij, Amsterdam, 1918

Kuipers F., Foeke Kuipers, Architect B.N.A., Amsterdam, 1899-1915, Bussum Schueler, 1916

Lucht foto-atlas Zuid-Holland, Amsterdam, Uitgeverij 12 Provincien, 2005

Natalini Architetti, in "Costruire in Laterizio" n. 97, Anno XVI Gennaio/Febbraio 2004, Faenza Editrice, 2004

Olanda regione d'Europa, in "Costruire in Laterizio" n. 81, Anno XIV Maggio/Giugno 2001, Faenza Editrice, 2001

Pistor R., A city in progressi physical planning in Amsterdam, Amsterdam, Dienst Ruimtelijke Ordering, 1994

Rogers E. N., Sert J. L., Tyrwhitt J., Il cuore della città: per una vita più umana della comunità, Milano, Hoepli editore, 1954

Touring Club Italiano, Nuova guida oro. Amsterdam, Milano, Touring Club Editore S.r.l., 2004

Wezenberg A., Woningbouwplannen Amsterdam. 2000/2001: projectdocumentatie, Stedelijke Woningdienst, 2001

Zevi B., Storia dell'architettura moderna, vol. II, Torino, Einaudi, 1996

SITI INTERNET CONSULTATI

http://www.amsterdam.info/print/map/html

http://www.amsterdam.info/transport/metro/html

http://www.amsterdam.nl

http://www.bmz.amsterdam.nl/adam/index.html

http://www.cbs.nl

http://www.damquarter.com «

http://www.expatica.com

http://www.gvb.nl/engels/default.htm

http://www.idencity.net/Demos/Amsterdam/karte 1 .htm

http://www.idencity.net/Demos/Amsterdam/Karte3_19.htm

http://www.igc.nl

http://www.it.wikipedia.org/wiki/PaesLBassi

http://www.iw.amsterdam.nl/nzlijn/english/index.php

http://www.iw.amsterdam.nl/nzlijn/english/index.php

http://www.northsouthline.com

http://www.panoramsterdam.com

http://www.schadebureau-nzlijn.nl

http://www.souterrain.nl/html

http://www.stationseiland.amsterdam.nl

http://www.urbanrail.net/eu/ams/amsterdm.htm

http://www.world.nycsubway.org/eu/nl/amsterdam.html

http://www.wwp-diemen.nl/lucht/index.htm

http://www.xs4all.nl/~kazil/ogrcmetro.html

PARTE II - Gli strumenti

AA.VV., Meccanica dei materiali e della frattura, a cura di Carpinteri A., Cap. 2, Pitagora Editrice, Bologna, 1992

Architettura Digitale - Tecnologie ed applicazioni informatiche per l'architettura, Note di supporto al corso di Restauro Architettonico e Fotografia Architettonica dell'Università degli studi di Firenze, Facoltà di Architettura

Amerio C, Canavesio G., Materiali per l'edilizia, Torino, SEI, 1995

ARCHIS - Raddrizzamento fotografico e rilievo fotogrammetrico per applicazioni in Architettura, Archeologia e Restauro di beni Culturali, Galileo Siscam Technology

Belingardi G., Il metodo degli elementi finiti nella progettazione meccanica, Torino, Libreria Editrice Universitaria Levrotto&Bella, 1995

x Burd H. J., Houlsby G. T., Augarde C. E., Liu C. E. &. G., Modelling tunnelling-induced settlement of masonry buildings, Proc. Instn. Civ. Engrs Geotech Engng, pp. 17-29, 2000

Calavera J., Lancellotta R., Fondazioni, Milano, Mc Graw-Hill Libri Italia S.r.l, 1999

Carbone I.V., Fiore A., Pistone G., Le costruzioni in muratura: interpretazione del comportamento statico e tecniche di intervento, Cap. 3, Milano, Ed. Hoepli, 2001

Carpiceci M., Il rilievo dello spazio architettonico: principi geometrici e grafici, Roma, Kappa, 2000

Carpinteri A., Invernizzi S., Lacidogna G., Nonlinear simulation and damage assessment of an historical masonry tower, V International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures, Vail Colorado, 2004

Carpinteri A., Scienza delle costruzioni, vol. I e II, Bologna, Pitagora Editrice, 1992

Diana demo cd rom, Finite Element Analysis, TNO, 2002

D'Acci L., Sul Principio dei Lavori Virtuali, Torino, Celid, 2002

Grande S., Modellazione numerica di torri in muratura: la torre Astesiano ad Alba, Politecnico di Torino, Facoltà di Architettura, Rel. Invernizzi S., Lacidogna G., a.a. 2004

Gugliotta A, Introduzione alla meccanica della frattura lineare elastica, Torino, Libreria Editrice Universitaria Levrotto&Bella, 1993

Hendry A.W., Statica delle strutture in muratura di mattoni, Bologna, Patron Editore, 1986

Liu G., Houlsby G. T. & Augarde C.E., 2-dimensional analysis of settlement damage to masonry buildings caused by tunnelling, pp. 19-25, The Structural Engineer 79(1), 2000

Mondatori-McGraw-Hill F., Enciclopedia della Scienza e della tecnica, vol. X, pp. 734-736, Milano, Arnoldo Mondatori Editore, 1980

Montanaro L., Negro A., Tulliani J. M., Scienza e tecnologia dei materiali, Torino, Celid, 2001

Moravansky A., Pathos nell'opera muraria, in "Detail", vol. 42, n. 1-2, pp. 28-38, Gennaio/Febbraio 2002

Motta F., Enciclopedia Motta, vol. VI e IX, Editore Milano, 1968

Notaro C, Sandrone P., Analisi computazionale delle strutture murane: il codice DIANA, Politecnico di Torino, Facoltà di Architettura, Rel. Ferro

G., Invernizzi S., a.a. 2003 x Nunziante L., Un'analisi agli elementi finiti della cupola di Santa Maria del

Fiore in Firenze, in "Restauro", vol. XXV, n. 138, pp. 69-78, Ottobre/Dicembre 1996

Rugarli P., Calcolo strutturale con gli elementi finiti; Una spiegazione di base del metodo degli elementi finiti applicato all'ingegnerìa strutturale, Roma, EPC Libri, 2003

Sbacchis S., Elementi strutturali negli edifici in muratura -teorìa e pratica sul calcolo e la verìfica degli elementi strutturali nella muratura, Palermo, Ed. GRAFILL, 2001

User's Manual-Release 8.0 beta in "Software Diana for Windows", TNO, 2002

Viggiani C, Fondazioni, Napoli, CUEN, 1993

SITI INTERNET CONSULTATI

http://www.ba.cnr.it/ irisnm08/la.htm

http://www.buildup.it

http://www.gen-eng.florence.it/ad

http://www.idesweb.it

http://www.infobuild.it

http://www.ingegneriastrutturale.net

http://www.ingrm.it/geomag/NONLINEARE/non_anh.htm

http://www.ingv.it/ roma/attivita/geomagnetismo/analisieteoria/nonli

neare/nonanh.html

http://www.laterizio.it

http://www.mp1.it/diagnostica_strutturale.htm

http://www.mpl.it/edifici_in_muratura.htm

http://www.nw-ialad.uibk.ac.at/Wp3/Tg3/Se2/Ss3/html

http://www.polito.it/strutture/cisda/FotoGr/tesi3.htm

http://www.poroton.ithttp://www.siscam.it/prodotti/archis_ita.htm

http://www.skymax-dg.com/svs-body.html

http://www.softing.it

http://www.tnodiana.com

PARTE III - La valutazione

Bicanic N., De Borst R., Mang H., Meschke G., Computational Modelling of Concrete Structures; Proceedings of the EURO-C 2003, Rotterdam, Balkema, 1998

Boonpichetvong M., Rots J. G., Settlement damage of masonry buildings in soft-ground tunnelling, in M. A. N. Hendriks & J. G. Rots, "Finite Elements in Civil Engineering Applications", Proceedings of the III DIANA World Conference, Tokyo, 2002

Boonpichetvong M., Rots J. G., Settlement modelling of historical buildings, in "Computational Modelling of Concrete Structures", pp. 655-665, Proceedings of the EURO-C 2003, Rotterdam, Balkema, 1998

Burd H. J., Houlsby G. T., Augarde C. E., Liu C. E. & G., Modelling tunnelling-induced settlement of masonry buildings, pp. 17-29, Proc. Instn. Civ. Engrs Geotech Engng, 2000

Burland J. B., Standing J. R. e Jardine F. M., Building response to tunnelling. Case studies from construction of the Jubilee Line Extension, vol. I e II, London, Thomas Telford, Ciria, 2001

Carpinteri A., Invernizzi S., Lacidogna G., Nonlinear simulation and damage assessment of an historical masonry tower, V International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures, Vail Colorado, 2004

Douglas K. S., Rots J. G., Netzel H. D., Billington S. L., Predicting tunnelling-induced settlement damage for a concrete frame structure with a masonry facade, in "Computational Modelling of Concrete Structures", pp. 695-705, Proceedings of the EURO-C 2003, Rotterdam, Balkema, 1998

Fijita K., Kusakabe O., Underground construction in soft ground; proceedings of the intemational symphosium on underground construction in soft ground, New Delhi, India, 3 January 1994, Rotterdam, Balkema, 1994

Gamba F., La Metropolitana di Torino. Analisi a ritroso dello scavo della galleria metropolitana con metodi numerici 2D e 3D, Politecnico di Torino, Facoltà di Ingegneria I, Corso di Laurea in Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio, Rel. Barla G., Barla M., Bovini M. C, a.a. 2004

I problemi delle metropolitane, parte I, quaderno n.l, Trieste, CERTUM, 1973

Kaalberg F. J., Hentschel V., Tunnelling in Soft Soil with High Water Level and Piled Foundations - Towards the Development of a Settlement Orientated and Settlement Minimising TBM control, Proceedings of ITA World Tunnel Congress, Oslo, 1999

Liu G., Houlsby G. T. & Augarde C. E., 2-dimensional analysis of settlement damage to masonry buindings caused by tunnelling, pp. 19-25, The Structural Engineer 79(1), 2000

Metropoli-tane, in "Focus, scoprire e capire il mondo" n. 151, pp. 150-157, Maggio 2005, Milano, Gruner+Jahr/Mondadori S.p.a, 2005

Netzel H., Kaalberg F. J., Numerical Risk Assessment Studies for Masonry Structures due to TBM tunnelling in Amsterdam, Proceedings of Underground construction in soft ground, Tokyo, 1999

Netzel H., Kaalberg F. J., Settlement Risk Management with GIS for the North/South Metroline, Prooceedings of ITA World Tunnel Congress, Oslo, 1999

Rengers N., Hack R., Huisman M., Slob S., Zigterman W., Information Technohgy applied to Engineering Geology, Proceedings of 9th Congress of the International Association for Engineering Geology and the Environment, Durban, 2002

Results at second passage test side Heinenoord, Consulting Agency Amsterdam North/South Metroline, Amsterdam, 10 november 1999

Rots J. G., Computational modelling of cracking and settlement damage in masonry structures, Report interno dell'Università di Delft

Rots J. G., Invernizzi S., Prevision of Settlement- induced cracking in Historical building masonry facade, IV Internation Seminar on Structural Analysis of Historical Constructions, Padova, 2004

Rots J. G., Invernizzi S., Regularized saw-tooth softening, Proceedings of the EURO-C 2003, Rotterdam, Balkema, 1998

Rots J. G., Settlement damage predictions for masonry, in L. G. Verhoef and F. H. Wittmann, "Maintenance and restrengtening of materials and structures Brick and brickwork", Proceedings of International Workshop on Urban heritage and building maintenance, pp. 47-62, 2000

Sinha R.S., Underground structures; design and construction, Elsevier, Amsterdam, 1991

Snel A. J. M., Hasselt D. R. S. van, Risk Management in the Amsterdam North/South Metroline, a matter of process-communication in stead of calculation, Proceedings of ITA World Tunnel Congress, Oslo, 1999

Snel A. J. M., Liebergen J. C. G. van, Safety and security in the Amsterdam North/South Metroline, Proceedings of ITA World Tunnel Congress, Sao Paulo, 1998

Stoel A. E. C, Tol A. F. van der, Full Scale Injection Test Amsterdam: Results Stage 1 and 2, Proceedings of ITA World Tunnel Congress, Oslo, 1999

Teunissen E. A. H., Hutteman M., Pile and surface settlements at full scale tests North/south Metroline Amsterdam, Proceedings of ITA World Tunnel Congress, Sao Paulo, 1998

Tunnel and Underground Excavations, in "The New Encyclopaedia Britannica", vol. 26, pp. 439-455, Chicago, Encyclopaedia Britannica, 1988

Vinci S., Analisi a ritroso e monitoraggio in corso d'opera di un tratto della galleria della Metropolitana di Torino, Politecnico di Torino, Facoltà di Ingegneria I, Corso di Laurea in Ingegneria Civile, Rel. Barla C, Barla M., Bovini M. C, a.a. 2004

Wit J. C. W. M., Design for deep underground stations on the North/South line, Proceedings of ITA World Tunnel Congress, Sao Paulo, 1998

Zingarelli N., Vocabolario della lingua italiana, a cura di Dogliotti M. e Rosiello L, Bologna, Zanichelli, 2002

SITI INTERNET CONSULTATI

http://www.berga.nu/Lennart_T/lu/index.html

http://www.clives.members.easyspace.com/tube/tube.html

http://www.davros.org/rail/culg/jubilee.html

http://www.informagiovani-italia.com/rotterdam.htm

http://www.londraweb.com/underground_storia_della_metropolitana_di_londra.htm

http://www.metrotorino.it/html

http://www.railfaneurope.net/pix/gb/metro/London_Underground/emu-tube/pix.html

http://www.railway-technology.com/projects/jubilee/html

http://www.railway-technology.com/projects/ns_metro/html

http://www.retmetro.nl/nl_metro_index.htm -

http://www.tfl.gov.uk/tfl/about/report-library/annual-reports/2004/london_undergrnd.shtml http://www.tfl.gov.uk/tfl/metro/articles/metro-011104.shtml

http://www.urbanrail.net/eu/rot/rotterdam.htm

http://www.urbanrail.net/metrolit.htm

http://www.wwp-diemen.nl/lucht/index.htm

http://www.geodata.it/chisiamo/attivita.html

http://www.informagiovani-italia.com/rotterdam.htm

http://www.londraweb.com/underground_storia_della_metropolitana_di_londra.htm

http://www.metrotorino.it/html

http://www.railfaneurope.net/pix/gb/metro/London_Underground/emu-tube/pix.html

http://www.railway-technology.com/projects/jubilee/html

http://www.railway-technology.com/projects/ns_metro/html

http://www.retmetro.nl/nl_metro_index.htm

http://www.tfl.gov.uk/tfl/about/report-library/annual-reports/2004/london_undergrnd.shtml

http://www.tfl.gov.uk/tfl/metro/articles/metro-011104.shtnnl

http://www.urbanrail.net/eu/rot/rotterdam.htm

http://www.urbanrail.net/metrolit.htm

http://www.wwp-diemen.nl/lucht/index.htm

Tav. 0: Pianta piano terra

Tav. 1 : Pianta piano tipo

Tav. 2: Pianta delle fondazioni

Tav. 3: Prospetto su Piazza Dam

Tav. 4: Prospetto su Via Zuidzijde

Tav. 5: Prospetto su Via Zuidzijde: progetto originale

Tav. 6: Prospetto su Via Beurspoontje

Tav. 7: Prospetto su Via Rokin

Tav. 8: Prospetto su Via Rokin: progetto originale

Tav. 9: Sezione A-B

Tav. 1O: Sezione C-D

Tav. 11: Sezione E-F